Por primera se ha observado vez la transición electrónica Lyman-alpha, que se produce en el hidrógeno, en un átomo de antihidrógeno, la contraparte de la antimateria del hidrógeno, por parte de investigadores de la Universidad de Swansea que trabajan en el laboratorio de física de partículas del CERN.

Esta observación podría suponer el descubrimiento de diferencias aún no vistas entre el comportamiento de la materia y la antimateria.

Lyman-alpha

El equipo ALPHA produce átomos de antihidrógeno al tomar antiprotones del Decelerador Antiprotón (AD) del CERN y unirlos con positrones de una fuente de sodio-22. A continuación, se confina los átomos de antihidrógeno resultantes en una trampa magnética, lo que les impide entrar en contacto con la materia.

En el experimento, se acumularon alrededor de 500 átomos de antihidrógeno en la trampa. Al iluminar los átomos atrapados con varios colores de luz ultravioleta, se pudo excitar los átomos de antihidrógeno. Estos átomos excitados ya no están atrapados dentro del aparato y, al estar compuestos de antimateria, se anulan rápidamente con la materia circundante del equipo y se detectan.

El hallazgo quizás podría arrojar luz sobre por qué el universo está compuesto casi por completo de materia, aunque se debieron haber producido cantidades iguales de antimateria en el Big Bang.

Tal y como asegura el portavoz de ALPHA, Jeffrey Hangst, el siguiente paso es el enfriamiento por láser, que en su opinión "cambiará las reglas del juego para la espectroscopía de precisión y las mediciones gravitacionales".

Por primera vez se ha realizado una medición de antimateria con más precisión que con la materia, concretamente del momento magnético del antiprotón más precisa que la del protón.

Los responsables de este hito han sido físicos del CERN.

Trampas Penning

Este nuevo resultado, que recoge la revista Nature, mejora en un factor 350 la precisión de la medición anterior, y se ha logrado gracias a mediciones simultáneas realizadas en dos antiprotones atrapados por separado en dos trampas de iones o trampas Penning (un dispositivo que detiene partículas cargadas por campos magnéticos y eléctricos).

Según explica Stefan Ulmer, implicado en el proyecto:

Este resultado es la culminación de muchos años de investigación y desarrollo continuo y la finalización exitosa de una de las mediciones más difíciles jamás realizadas en un instrumento de trampa Penning.

Si ayer veíamos el accésit en la modalidad de Audiovisuales en el I Concurso de Divulgación Científica del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) 2010, hoy os presento La Antimateria: Historia de una Búsqueda, que de los mismos autores, David Héctor Cabezas Jimeno y Natalia Ruiz Zelmanovitch, que fue distinguido con el primer premio en el III Concurso de Divulgación Científica del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), Proyecto Consolider-Ingenio 2010.

El vídeo presenta un repaso somero acerca de lo que conocemos y lo que desconocemos acerca de la antimateria, narrando el viaje que ha realizado la investigación científica a fin de desentrañar sus secretos.

Vía | Youtube

De nuevo se ha hecho magia en el CERN. Según revela un artículo publicado en la revista Nature Physics, atrapar átomos de antimateria durante más de 1.000 segundos (alrededor de 16 minutos) en el experimento Alpha del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

Tiempo suficiente para estudiar la antimateria y así averiguar cómo la gravedad influye en ella, algo que no se había conseguido con las efímeras existencias de la antimateria: en cuanto choca con materia se destruye.

Para atrapar los antihidrógenos creados en el acelerador se usa un magnetón que crea una serie de fuerzas electromagnéticas que evitan que choquen con materia. Es lo que los expertos llaman trampa de iones.

Concretamente, los físicos lograron atrapar 300 antiátomos, lo que nos proporcionará, usando láser o espectografía microondas, un mapa preciso del antihidrógeno, para así compararlo con el átomo de hidrógeno. Un átomo de hidrógeno, recordemos, consta de un electrón ligado a un protón, mientras que en el antihidrógeno un positrón (el “espejo” del electrón) está asociado a un antiprotón.

Sólo hubo un momento en el que coexistieron estos dos tipos de partículas de manera natural: durante el Big Bang. Después de ello, la única forma de ver antimateria es creándola artificialmente en un acelerador de partículas.

Vía | Rtve / La Vanguardia

Como sacado de un “bestseller” de Dan Brown, un equipo de las Instalaciones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), ubicadas en Ginebra (Suiza), ha confinado nada menos que 309 átomos de antihidrógeno durante 1.000 segundos.

Recordemos que en Noviembre, según publicaba la revista Nature del mismo mes, lograban atrapar en un tiempo ínfimo, 38 átomos de antihidrógeno.

Aunque todavía se trate de una cantidad pequeña para, por ejemplo, poner en marcha un electrodoméstico, aumenta las posibilidades de ampliar nuestros conocimientos sobre el origen y la formación del Universo.

Para los que no tengan ni idea del tema, la antimateria es algo así como la imagen de la materia en un espejo. Un átomo de antimateria es un átomo al que le gusta llevar la contraria, con la carga eléctrica opuesta.

El de antihidrógeno, que es lo que se ha conseguido capturar, tendría las mismas propiedades y componentes que uno de hidrógeno, pero con la carga eléctrica opuesta.

Cuando la materia y la antimateria entran en contacto se aniquilan mutuamente, un proceso que los científicos creen que ocurrió instantes después del Big Bang y que ayudó a formar el Universo, con las leyes de la física que ahora conocemos.

Entonces, la materia venció en esa lucha desigual, y solo prevaleció una pequeña parte de antimateria. Por eso es muy difícil de detectar y no digamos de capturar.

El equipo del CERN, en el que participan investigadores de siete países diferentes, ha conseguido ampliar el anterior tiempo de captura (172 milisegundos) en siete órdenes de magnitud, de forma que confinaron la antimateria durante más de 1.000 segundos. Además, atraparon cinco veces más atómos en cada intento.

La capacidad de atrapar antihidrógeno durante intervalos cada vez más prolongados puede ayudar a entender por qué en el Universo hay tan poca antimateria. Supone una ventana para ver lo que ocurrió en el origen de la creación.

El artículo ha sido publicado en arXiv.org y todavía está proceso de en revisión, por lo que los autores no han ofrecido más datos. Posiblemente, los conoceremos durante los próximos meses.

Vía | arXiv.org

Desde finales del siglo 20, los astrónomos han estudiado la posibilidad de que nuestro universo se encuentre, no sólo en una contínua expansión, sino una expansión muy acelerada. De acuerdo al modelo aceptado actualmente, esta expansión acelerada se debe a la energía oscura, una forma de energía hipotética y repulsiva que representa aproximadamente el 70% de la densidad de energía del universo.

Ahora, un estudio aporta una teoría alternativa que sugiere que la expansión del universo es en realidad debida a la relación entre materia y antimateria. La antimateria es una extensión del concepto de antipartícula a la materia. Por ejemplo, un antielectrón es un electrón con carga positiva conocido como positrón que junto a un antiprotón (protón con carga negativa) podría formar un átomo de antimateria. Según este nuevo estudio, la materia y antimateria se repelen gravitacionalmente entre sí y crean una especie de "antigravedad" que podría acabar con la idea de energía oscura en el universo.

Massimo Villata, científico del Observatorio de Turín en Italia, ha sido el encargado de llevar esta investigación a partir de dos suposiciones. La primera es que tanto la materia como antimateria poseen masa y densidad de energía positiva. Tradicionalmente, la influencia gravitatoria de una partícula está determinada únicamente por su masa. Un valor positivo indica que la masa de la partícula atrae otras partículas gravitacionalmente. Bajo el supuesto de Villata, esto se puede aplicar a antipartículas, por lo que las partículas atraen a otras partículas y las antipartículas atraen otras antipartículas. Sin embargo, ¿qué tipo de fuerza se produce entre partículas y antipartículas?

La segunda suposición es que la relatividad general es invariante (teorema CPT). Esto significa que las leyes que gobiernan una partícula pueden ser igualmente aplicadas en escenarios donde se invierte la carga eléctrica, las coordenadas espaciales o el tiempo. Como consecuencia, el resultado es un cambio de signo en la relación gravitatoria, produciendo la conocida relación antigravitatoria entre las dos partículas.

Pero, ¿qué ocurre con el hecho de que materia y antimateria se eliminan entre sí? Villata resuelve esta paradoja colocando la antimateria muy lejos de la materia, en los enormes huecos existentes entre las galaxias lejanas. En cualquier caso, independientemente de que la teoría de Villata sea cierta o no, los astrónomos no han podido observar todavía esta antimateria, por lo que esta pregunta todavía está en el aire.

Vía | Universe Today

No es la primera vez que el CERN nos sorprende creando átomos de antimateria. Ya en 1995 se produjeron artificialmente los primeros nueve átomos de antihidrógeno. Pero ahora el experimento ALPHA del CERN ha dado un paso adelante, produciendo y mateneniendo con más tiempo átomos de antimateria, como aparece publicado en un artículo en Nature.

La materia y la antimateria se aniquilian cuando se encuentran, así que producirla siempre ha sido problemático, sobre todo el suficiente tiempo para estudiarla. Los físicos del CERN (el único laboratorio del mundo con una instalación dedicada a antiprotones de baja energía), pues, han escogido el átomo más sencillo, el de hidrógeno (un protón y un electrón) para crear su versión contraria, el antihidrógeno (un antiprotón y un positrón).

En el experimento ALPHA han detenido el movimiento de los átomos de antihidrógeno durante una décima de segundo. Un tiempo muy extenso, en realidad, si lo que pretendemos es estudiar este tipo de materia. De los muchos miles de antiátomos que ha generado el experimento, el último artículo de ALPHA informa de que 38 han sido atrapados lo suficiente como para ser estudiados.

Jeffrey Hangst de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, portavoz de la colaboración ALPHA:

Por razones que aún no comprendemos, la naturaleza descarta la antimateria. Por esto es muy reconfortante, y un poco asombroso, mirar al dispositivo ALPHA y sabes que contiene átomos neutrales y estables de antimateria. Esto nos inspira para trabajar más duro y ver si la antimateria guarda algún secreto.

Vía | Ciencia Kanija

Sólo ha existido durante efímeras 1.5 centésimas partes de un nanosegundo. Pero ya tiene nombre: B+. Ha nacido gracias al choque de dos protones contra otro a la velocidad de la luz, teniendo como resultado una partícula con 5 veces más masa que sus protones originales.

Pero, a pesar de lo efímero del experimento (llamado beauty (belleza)), se ha obtenido un doble éxito, según un comunicado difundido ayer por los científicos del CERN:

1. Se ha creado la primera partícula de antimateria.

2. Es posible crear masa a partir de energía pura (la famosa fórmula de Einstein, E=mc2).

La partícula sólo vivió ese instante, recorrió 2 milímetros y finalmente estalló en una lluvia de material subatómico. Pero ha sido suficiente para generar toda una nueva dimensión de misterios por resolver.

Concluyeron los investigadores:

Los científicos están evaluando diferentes posibilidades pero, dado que sólo podemos observar un 4% de la energía y materia total del universo, podemos inferir que la respuesta al misterio de la antimateria se encuentra en la parte desconocida del mismo.

Sitio Oficial | lhcb
En Genciencia | El LHC por fin simula las condiciones del Big Bang

Muchos de vosotros habéis comentado por aquí que no acabáis de entender para qué se gasta tanto dinero en una máquina colosal como el LHC que, en apariencia, no tiene ninguna aplicación práctica.

Hoy vamos a hablar de una de sus posibles aplicaciones prácticas (ni mucho menos la más importante, pero sí una de las más fáciles de entender y más asociadas a la vida cotidiana): la eliminación de tumores cancerígenos.

Físicos del CERN han empezado a experimentar con antimateria, protones gemelos cargados negativamente, con células de hámster. La terapia demostró ser 4 veces más potente que con protones.

La ventaja que ofrece la antimateria es que en la radioterapia convencional es imposible depositar radiación ionizante en el tumor para que lo destruya y evitar irradiar el tejido sano. Los protones y la antimateria, por el contrario, se ajustan para liberar la mayor parte de su energía en el punto exacto del tumor.

“No sentí náuseas ni sufrí quemaduras por la radiación, y la terapia duró menos de dos minutos”, dijo Stan Jordan, congresista de Florida, que recibió terapia de protones para un cáncer de próstata avanzado en el Instituto de Prototerapia de la Universidad de Florida, en Shands Jacksonville.

El mayor problema de este tipo de terapia de ciencia ficción es su coste elevado: más de 100 millones de euros son los que cuestan unas instalaciones. Por esa razón, sólo hay 5 de ellas en los EEUU y 9 en Europa.

En Valencia, bajo el auspicio del Instituto de Física Corpuscular, se construye el primer centro español de partículas aceleradas para tratar el cáncer, que aplicará e investigará la prototerapia. El primer paciente se estima que se tratara hacia el 2011 o 2012.

Vía | Popular Science